背散射辐射成像系统的制作方法

本发明涉及辐射成像技术领域，特别是涉及一种背散射辐射成像系统。

背景技术：

对于现有的背散射检查系统，所有的辐射成像设备都安装在一台底盘车上，其中包括用于发射辐射束的辐射源和用于接收被检查物体散射辐射信号的探测器，其均位于被检查物体的同一侧。

在移动工作模式下，背散射检查系统可在行驶过程中对可疑目标进行隐蔽检查，在该模式下由于被检查区域不是固定区域，且在某区域工作的频次很少、时间很短，不需要在被检查物体的另一侧设置屏蔽装置也可以保证周围人员的安全。

但是在固定工作模式下，背散射检查系统可根据任务需要在一个临时选定的场所固定使用(如公路卡口突击检查，或某重要会议场所入口检查)，对正常驾驶通过的车辆或人员进行安全检查。在该模式下，必须在被检查物体另外一侧有用射线束位置设置屏蔽装置对有用射线束进行屏蔽，以保证周围人员的安全。但是移动式背散射设备所有成像设备都位于被检查物体一侧，隐蔽检查是其突出优点，因此不便于在被检查物体的另外一侧设置与系统连接的屏蔽设施，只能临时在另外一侧设置屏蔽装置，但对于临时选定的工作场所，特别是经常不确定工作地点的情况下，很难快速和有效地设置屏蔽装置。

技术实现要素：

本发明的目的主要在于提供一种能够快速有效地设置屏蔽装置的背散射辐射成像系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种背散射辐射成像系统，包括：背散射成像装置，用于对检测区域中的待检测物体进行背散射辐射成像；屏蔽体，屏蔽体为用辐射屏蔽材料制成的可移动结构，适于与背光散射成像装置分别设置在检测区域两侧；以及对中检测装置，包括发射部和接收部，分别设置在屏蔽体和背散射成像装置上，其中，设置在背散射成像装置上的发射部或接收部位于背散射成像装置发射成像射线束的位置附近，发射部向预定方向发射对中检测信号，其中，当接收部接收到对中检测信号或接收到对中检测信号的强度大于预定强度阈值时，向背散射成像装置发出对中信号。

优选地，发射部设置在背散射成像装置上，预定方向在背散射成像装置的成像射线束扫描面内；或者发射部设置在屏蔽体上，预定方向为屏蔽体表面法线方向或与屏蔽体表面法线方向的夹角小于30°。

优选地，发射部为背散射成像装置的发射成像射线束的发射装置，以发射装置向预定方向发射的对中射线束作为对中检测信号，接收部设置在屏蔽体上，用于接收对中检测信号，当接收部接收到的对中检测信号强度大于预定强度阈值时，向背散射成像装置发出对中信号。

优选地，发射装置发射的对中射线束的强度弱于成像射线束。

优选地，发射部为光信号发射器，接收部为光信号传感器，当接收部接收到对中检测信号时，向背散射成像装置发出对中信号。

优选地，设置在屏蔽体上的发射部或接收部位于屏蔽体的中心位置；并且/或者设置在背散射成像装置上的接收部或发射部被设置为接收或发射背散射成像装置的成像射线束扫描面内的对中检测信号。

优选地，响应于对中信号，允许背散射成像装置发射成像射线束。

优选地，背散射辐射成像系统还可以包括：物体监测装置，用于监测待检测物体是否进入检测区域，在物体监测装置监测到待检测物体进入或将要进入检测区域的情况下，发射部发射对中检测信号。

优选地，在物体监测装置监测到待检测物体进入检测区域且背散射成像装置接收收到对中信号时，背散射成像装置开始发射成像射线束。

优选地，在背散射成像装置发射成像射线束以对待检测物体进行背散射辐射成像的过程中，当接收部接收到对中检测信号时，背散射成像装置停止发射成像射线束。

优选地，对中检测装置可以包括多个发射部或多个接收部，当多个发射部发射的对中检测信号都被接收到，或多个接收部都接收到对中检测信号的情况下，才向背散射成像装置发出对中信号。

优选地，背散射辐射成像系统还可以包括：警示装置，用于在发射部发射对中检测信号，而对中检测装置未发出对中信号时，发出警示。

综上，本发明的背散射辐射成像系统采用移动式安装的屏蔽体，同时通过对中检测装置检测该屏蔽体是否正确和有效安装(是否与背散射成像装置的成像射线束扫描面对中)，大大提高背散射辐射成像系统固定工作时的部署速度和辐射安全性。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了具体工作场景下本发明一实施例的背散射辐射成像系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明一实施例的屏蔽体的侧视图以及主视图。

图3示出了根据本发明另一实施例的屏蔽体的侧视图以及主视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在背散射成像装置对待检测物体进行辐射成像时，如果不设置屏蔽体，或者屏蔽体没有与背散射成像装置对准，都会导致背散射成像装置发射的成像射线束透过待检测物体，从而使待检测物体另一侧的人员受到过量辐射照射。并且，在背散射成像装置为车载移动式背散射成像设备时，经常需要根据任务情况变换部署地点，需要频繁地拆卸和安装屏蔽体。

针对上述情况，本发明提出了一种能够快速、准确地安装屏蔽体的背散射辐射成像系统。

本发明的背散射辐射成像系统主要包括背散射成像装置、屏蔽体以及对中检测装置三部分。下面结合具体实施例就本发明的背散射辐射成像系统中的各部分的结构及工作原理做进一步详细说明。

1、背散射成像装置

参见图1，在本实施例中，背散射成像装置10可以集成在可移动的设备上，例如，可以集成在车辆上。其中，背散射成像装置10可以包括辐射装置和探测装置。

辐射装置可以由辐射源11、束流调制装置12构成。辐射源11发射的辐射信号在束流调制装置12的调制作用下，可以形成随时间而不断变化位置的笔形辐射束。

其中，辐射源11可以采用225kV的X光管，其周围可以采用铅或钨材料进行屏蔽，并且在辐射方向上可以设置准直器，准直器可以约束辐射源11辐射的X射线束在高度方向(与扫描方向垂直)的张角和扫描方向(背散射成像装置10相对于待检测物体的相对运动方向)上的宽度。

束流调制装置12可以是任何可以形成背散射成像所需的沿被检查物体高度方向上扫描的束斑的装置，如飞轮或开有成对入射和出射螺旋槽的转筒等等。

在束流调制装置12的远离辐射源11的一侧可以设置一个后准直器13。后准直器13可以由钨、铅或钢等屏蔽材料制成，后准直器13开有从束流调制装置12出射的射线在高度方向上的狭缝，后准直器13的狭缝中心面与从束流调制装置12出射的射线束的扫描面共面。

15为在束流调制装置12的作用下形成的用于对物体进行背散射扫描的成像射线束，该成像射线束为笔形成像射线束，其可以沿高度方向进行扫描。

探测装置可以由两个分别位于辐射装置两侧的探测器14构成。这里，还可以设置多个探测器14，并且多个探测器可以对称设置在辐射装置的两侧，也可以根据实际空间情况不对称设置。

其中，探测器14可以是适用于探测待检测物体散射的散射信号的任何探测器，优选地可以由塑料闪烁体、光电倍增管以及相应的信号处理和传输电子学电路组成。

30所示的区域为检测通道(即上文述及的检测区域)，待检测物体可以穿过该检测通道，在待检测物体穿过检测通道的过程中，背散射成像装置10就可以对检测区域中的待检测物体进行背散射辐射成像。

具体地，可以是背散射成像装置10不动，待检测物体以一定的速度(可以是匀速，也可以是变速)穿过检测通道30，从背散射成像装置10出射的成像射线束15可以对穿过的待检测物体在高度上进行扫描，待检测物体上被扫描到的部分就会散射一定数量的散射射线束，其中，散射角在90°到180°之间的散射射线束会被散射成像装置10上的探测器14探测到，探测器14可以将接收到的散射射线束的强度转化为散射图像。由此，就可以完成对待检测物体的背散射辐射成像。

另外，本发明的背散射成像装置10还可以使用其他没有在本文述及的公知技术，如安装速度检测装置以实现不同车速条件下的几何校正。

2、屏蔽体

屏蔽体16为用辐射屏蔽材料制成的可移动结构，设置在检测通道30的远离背散射成像装置10的一侧。

其中，屏蔽体16的屏蔽材料可以根据背散射成像装置10所辐射的辐射信号的类型进行选取。例如，对于X或γ辐射类型，可以使用钨、铅、钢和混凝土等作为屏蔽材料。

具体来说，对于X射线屏蔽，可以采用价格较便宜但屏蔽效果较好的铅材料，为了解决铅材料钢性弱的问题，可以辅以必要的钢材料骨架。为了在保证辐射屏蔽效果的前提下尽量降低屏蔽体16的重量，屏蔽体16中间部分比成像射线束15宽度稍宽的宽度范围可以采用较厚的主屏蔽体以屏蔽成像射线束15，该部分以外的副屏蔽体可以用于屏蔽比成像射线束15强度低得多的杂散辐射，所以副屏蔽体的厚度可以大大减小。

也就是说，屏蔽体16可以包括屏蔽能力较强的主屏蔽体和屏蔽能力较弱的副屏蔽体。其中，可以将屏蔽体16中间区域作为主屏蔽体，主屏蔽体可以用较厚的屏蔽材料制成，屏蔽体16中间区域以外的区域可以作为副屏蔽体，副屏蔽体可以用较薄的屏蔽材料制成。

另外，屏蔽体16可以储存和固定在背散射成像装置10上，随背散射成像装置10一起运输，并可采用公知的技术以简化拆装和便于移动和固定。

3、对中检测装置

对中检测装置包括发射部和接收部。这里，可以将发射部设置在背散射成像装置10上，也可以将接收部设置在背散射成像装置10上。在将发射部设置在背散射成像装置10上时，接收部设置在屏蔽体16上，在将接收部设置在背散射成像装置10上时，发射部设置在屏蔽体16上。

由于对中主要是将屏蔽体16(优选地是屏蔽体16的中间位置)与背散射成像装置10的发射成像射线束的位置进行对准。因此，设置在背散射成像装置10上的发射部或接收部可以优选地位于背散射成像装置10发射成像射线束的位置附近，设置在屏蔽体16上的发射部或接收部也可以优选地位于屏蔽体16的中心位置。

发射部可以向预定方向发射对中检测信号。其中，在将发射部设置在背散射成像装置10上时，发射部可以沿着背散射成像装置10发射的成像射线束的传播方向发射对中检测信号，此时，预定方向可以在背散射成像装置10的成像射线束扫描面内。这里，成像射线束扫描面就是从背散射成像装置10发射的成像射线束(扫描射线束)的传播面。在将发射部设置在屏蔽体16上时，发射部可以沿着垂直于屏蔽体16的屏蔽面的方向发射对中检测信号，此时，预定方向可以为屏蔽体16表面法线方向，也可以与屏蔽体16表面法线方向的夹角小于30°。

如图2、图3所示，可以在屏蔽体16的中心位置设置一个发射部20，也可以在屏蔽体16上沿中心线对称设置两个发射部20。发射部20可以沿着屏蔽体16表面法线方向发射对中检测信号，也可以与法线光学呈一定夹角发射，例如可以呈30°夹角发射。

当接收部接收到发射部发射的对中信号(或者接收到对中信号的强度大于预定阈值)时，可以判断屏蔽体16已经和背散射成像装置10对准，此时可以向背散射成像装置10发射对中信号。

对中检测装置中的发射部和接收部可以是一套独立的发射接收系统，也可以由背散射成像装置10的部分结构参与构成。

作为本发明的一个实施例，对中检测装置中的发射部可以是背散射成像装置10中的辐射装置。对中检测装置中的接收部可以由安装在屏蔽体16上的接收装置构成。该接收装置可以是一种辐射探测器，当探测器检测到的辐射强度信号高于设定值时，判断屏蔽体16与成像射线束15对中，向背散射成像装置10发出对中信号，允许背散射成像装置10发射成像射线束；相反，如果控制装置接收到的辐射强度信号低于设定值，判断屏蔽体16与成像射线束15未对中，禁止背散射成像装置10发射成像射线束。这里，在使用背散射成像装置10中的辐射装置作为发射部时，可以发射强度比成像射线束弱的对中射线束作为对中检测信号。也就是说，背散射成像装置10发射的射线束既可以作为对被检测物体进行辐射成像用的成像射线束，也可以作为对中检测用的对中射线束。并且，在作为对中检测用时，可以优选地发射强度较弱的射线束。

其中，这里的对中信号可以由接收装置发出，也可以由其他单元模块发出。例如，还可以在设置在屏蔽体16上设置一个控制装置，控制装置可以根据接收装置接收的信号来形成是否对中的对中信号。

在本实施例中，对中检测装置中的辐射探测器可以安装在动屏蔽体16的中心位置。辐射探测器可以是适用于对成像射线束进行探测的各种已知探测技术，其输出的辐射强度信号可以是模拟量也可以是经AD转换后的数字量。

作为本发明的另一个实施例，对中检测装置的发射部可以是使用类似红外发射器之类的光信号发射器，对中检测装置的接收部可以是对应的光信号接收器。

其中，在将光信号发射器设置在背散射成像装置10上时，需要保证光信号发射器发射的光信号在背散射成像装置10的成像射线束扫描面内。此时，对于图1所示的背散射成装置10来说，光信号发射器可以优选地安装在后准直器13的进口侧或其狭缝内，光信号接收器可以安装在屏蔽体16的中心位置。

只有当光信号发射器发射的对中检测信号(光信号)在背散射成像装置10的成像射线束扫描面内时，对中检测信号才能从后准直器13准直狭缝中射出(成像射线束也是从该狭缝中射出，可以保证两者共面)，然后才有可能让光信号接收器接收到。只有当检测到传感器接收单元接收到发射单元发出的红外光束时，才会给出对中信号，允许背散射成像装置10发射成像射线束。

相应地，在将光信号发射器设置在屏蔽体16上时，光信号发射器可以安装在屏蔽体16的中心位置，光信号接收器可以安装在背散射成像装置10的发射成像射线束的位置附近，例如对于图1所示的背散射成装置10来说，光信号接收器可以优选地安装在后准直器13的进口侧或其狭缝内。

4、具体工作过程

4.1对中检测前的监测

在固定工作模式下，背散射成像装置10对待检测物体进行背散射辐射成像的过程中，待检测物体位于背散射成像装置10和屏蔽体16之间，此时，待检测物体会遮挡中检测装置20的接收部的信号接收。

因此，本发明的背散射辐射成像系统还可以包括物体监测装置，用于监测待检测物体是否进入检测区域，在物体监测装置监测到待检测物体进入检测区域的情况下，对中检测装置中的发射部发射对中检测信号。

如图1所示，在检测通道30为单向检测通道时，检测区域可以是以成像射线束15为基准，向检测通道上游延伸预定距离的区域。这种情况下，可以在成像射线束15的上游设置一个物体监测装置。

另外，在检测通道30为双向检测通道时，检测区域可以是以成像射线束15为基准向两侧延伸预定距离的区域。这种情况下，可以在成像射线束15两侧分别设置一个物体监测装置。

由此，可以通过物体监测装置来监测待检测物体是否进入检测区域，监测到待检测物体进入检测区域时，可以认为接下来需要背散射成像装置10对待检测物体进行背散射成像，此时，可以控制对中检测装置的发射部发射对中检测信号，来完成屏蔽体16和背散射成像装置10的对中检测过程。

4.2对中检测

在背散射成像装置10的工作位置固定后，可以移动屏蔽体16或背散射成像装置10，在移动过程中，可以观测接收部接收到的发射部发射的对中检测信号的情况，来判断屏蔽体16是否和背散射成像装置10对准。

根据对中检测装置的具体设定，可以在接收部接收到发射部发射的对中检测信号时，认为屏蔽体16已经和背散射成像装置10对准。另外，也可以在接收部接收到发射部发射的对中检测信号的强度大于预定强度阈值时，认为屏蔽体16已经和背散射成像装置10对准。

另外，设置在屏蔽体16上的发射部或接收部可以为多个，此时，可以仅当多个发射部发射的对中检测信号都被接收到，或多个接收部都接收到对中检测信号的情况下，才向背散射成像装置10发出对中信号。其中，多个发射部或多个接收部可以间隔一定距离设定。

4.3背散射辐射成像

响应于接收到对中信号，可以允许背散射成像装置10发射成像射线束。在背散射成像装置10对待检测物体进行背散射辐射成像过程中，对中检测装置中的发射部可以停止发射对中信号，也可以继续发射对中信号。

在对中检测装置中的发射部继续发射对中信号的情况下，如果对中检测装置中的接收部接收到对中信号，表明屏蔽体16和背散射成像装置10之间没有待检测物体，即完成了对待检测物体的扫描。此时，背散射成像装置10可以停止发射成像射线束。

另外，本发明的背散射辐射成像系统还可以包括警示装置。在对中检测失败时，警示装置可以发出警示，以提醒相关安检人员。例如，可以在对中检测装置的发射部发出对中检测信号，而对中检测装置未发出对中信号时，发出警示。

综上，本发明的背散射辐射成像系统采用移动式安装的屏蔽体，同时通过对中检测装置检测该屏蔽体是否正确和有效安装(是否与背散射成像装置的成像射线束扫描面对中)，大大提高背散射辐射成像系统固定工作时的部署速度和辐射安全性。

上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的背散射辐射成像系统。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。